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2019-2020年岳麓版高中歷史必修三 第25課現(xiàn)代科學(xué)革命 （教案1） 【課標(biāo)解讀】： 知道相對(duì)論、量子論的主要內(nèi)容，認(rèn)識(shí)其意義。知道是對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的要求，認(rèn)識(shí)是對(duì)能力的要求；相對(duì)論的內(nèi)容應(yīng)包括廣義和狹義相對(duì)論，相對(duì)論的兩個(gè)基本原理；量子理論的內(nèi)容包括普朗克量子假說(shuō)和愛(ài)因斯坦的光的量子理論和丹麥物理學(xué)家玻爾原子的量子理論。意義既有單獨(dú)的影響也包括共同的影響。 【教材分析】 本課的地位：本課為必修三第六專題第一課，主要講了理論的突破。理論的突破帶動(dòng)了以電子計(jì)算機(jī)、原子能、航天技術(shù)、生物技術(shù)為代表的第三次科技革命，所以具有啟下的作用。 本課的結(jié)構(gòu)：本課主要內(nèi)容分為四大部分： 第一部分教材介紹了19世紀(jì)末20世紀(jì)初經(jīng)典物理學(xué)無(wú)法解釋一些新的研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)典物理學(xué)受到挑戰(zhàn)，也就是現(xiàn)代科學(xué)革命的背景；第二部分“愛(ài)因斯坦與相對(duì)論”，介紹了在物理學(xué)發(fā)展的新階段即物理學(xué)界出現(xiàn)了一種嶄新的革命性理論——相對(duì)論；第三部分“量子理論中的微觀世界”，介紹了19世紀(jì)末20世紀(jì)初物理學(xué)的另一個(gè)重大成就——量子論的誕生于發(fā)展。第四部分，知識(shí)鏈接、閱讀與思考、解析與探究、自我測(cè)評(píng)，可用來(lái)作為教材正文內(nèi)容的補(bǔ)充和強(qiáng)化基礎(chǔ)知識(shí)。 【學(xué)情分析】 1．對(duì)學(xué)生心理特點(diǎn)分析：經(jīng)過(guò)一年多的高中學(xué)習(xí)與生活，學(xué)生逐步適應(yīng)了高中段學(xué)習(xí)要求，具有一定的思辨能力和抽象概念能力，但仍需一個(gè)由感性認(rèn)識(shí)逐漸上升到理性的過(guò)程。部分學(xué)生善于追根溯源、刨根問(wèn)底，為問(wèn)題探究的開(kāi)展提供了基礎(chǔ)。 2.分析學(xué)生的知識(shí)能力現(xiàn)狀：高中學(xué)生或多或少都接觸過(guò)相對(duì)論的結(jié)論：時(shí)間膨脹（如：時(shí)鐘變慢），長(zhǎng)度縮短。但因與學(xué)生的日常生活不一致，學(xué)生往往不能理解，進(jìn)而產(chǎn)生畏難心理，因此復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)潔化是必要的。高二階段的學(xué)生雖然具有了一定自主學(xué)習(xí)能力，但往往其學(xué)習(xí)過(guò)程中把握不了重點(diǎn)，思維有些散亂，所以在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)其學(xué)法指導(dǎo)，當(dāng)好引路人。 【教學(xué)目標(biāo) 】 1、知識(shí)目標(biāo)包括： 經(jīng)典物理學(xué)的創(chuàng)立、發(fā)展、經(jīng)典物理學(xué)的權(quán)威；經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)；相對(duì)論的提出、基本原理與重大意義；量子假說(shuō)的提出、發(fā)展和意義；量子理論和相對(duì)論的共同影響 2、能力、過(guò)程與方法： （1）了解在經(jīng)典物理學(xué)危機(jī)的基礎(chǔ)上現(xiàn)代科學(xué)革命產(chǎn)生的必然性，明白現(xiàn)代科學(xué)的兩大支柱的基本觀點(diǎn)。 （2）認(rèn)識(shí)到愛(ài)因斯坦在相對(duì)論、普朗克在量子理論的形成和創(chuàng)立過(guò)程中的重大作用。 （3）結(jié)合辯證法原理，讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)科學(xué)發(fā)展的過(guò)程和意義，正確處理對(duì)待科學(xué)發(fā)展的態(tài)度。 3、情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)： 通過(guò)本知識(shí)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)許多科學(xué)家的生平，學(xué)習(xí)他們的辛勤忘我的工作，對(duì)科學(xué)敢于質(zhì)疑，大膽地猜想，尊重客觀事實(shí)，探究科學(xué)真理的情懷，這些才是學(xué)生所要知道的、真正需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，他們都是我們的榜樣，如果能真正地了解這些科學(xué)家的精神，對(duì)每一個(gè)人今后的成長(zhǎng)與發(fā)展都將是一筆巨大的財(cái)富，一股動(dòng)力巨大的精神源泉。 實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。愛(ài)因斯坦的相對(duì)論研究的是我們無(wú)法有親身體會(huì)的高速運(yùn)動(dòng)的世界，因此學(xué)生很難理解以致獲得清楚的認(rèn)識(shí)。對(duì)此我們應(yīng)該采取科學(xué)的態(tài)度對(duì)待它，而不是一味地排斥或回避。 第五、本課重難點(diǎn) 【教學(xué)重點(diǎn)】：相對(duì)論和量子論的主要內(nèi)容及意義。 教學(xué)難點(diǎn)：相對(duì)論、量子理論的內(nèi)容 第六、本課采用的教學(xué)手段： 1、運(yùn)用多媒體輔助教學(xué) 2、運(yùn)用情景導(dǎo)學(xué)法、講授法、問(wèn)題探究法等教學(xué)手段相結(jié)合。 3、主動(dòng)學(xué)習(xí)與合作探究相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生思考的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生獲取、處理歷史信息的能力，拓展學(xué)生的思維。 以上是本課的第一大部分，教學(xué)準(zhǔn)備。 【教學(xué)過(guò)程】： 首先是導(dǎo)課：導(dǎo)課運(yùn)用情境導(dǎo)入，讓學(xué)生觀看視頻剪輯——CCTV10人物欄目“大師”專題片《現(xiàn)代物理之父——愛(ài)因斯坦》 設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)學(xué)生觀看視頻，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。以此來(lái)導(dǎo)入新課。 本課的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)為四個(gè)部分 設(shè)計(jì)的第一部分為：走近偉人 做法：設(shè)置情景，讓學(xué)生走近偉人 ：展示偉人圖片《牛頓》、《愛(ài)因斯坦》、《普朗克》 同時(shí)提出要求：讓三個(gè)學(xué)習(xí)小組各派一名代表發(fā)言，介紹自己所了解的偉人。并請(qǐng)其他同學(xué)根據(jù)小組代表的介紹，歸納三位科學(xué)家的主要貢獻(xiàn)。 設(shè)計(jì)意圖是：調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，檢查預(yù)習(xí)情況，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生閱讀能力、概況組織能力，并且通過(guò)強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)，來(lái)進(jìn)行學(xué)法指導(dǎo)，對(duì)于學(xué)生的回答給予鼓勵(lì)性評(píng)價(jià)。 第二步， 運(yùn)用問(wèn)題探究法：展示普朗克年輕時(shí)向他的老師求教的材料，來(lái)反映當(dāng)時(shí)經(jīng)典物理學(xué)在人們心目中的地位。 提出問(wèn)題：事物發(fā)展的規(guī)律和過(guò)程，會(huì)有終極的理論和真理嗎？到了19世紀(jì)末期，經(jīng)典物理學(xué)的發(fā)展又出現(xiàn)了什么問(wèn)題？讓學(xué)生帶著問(wèn)題看課本，然后作答。 設(shè)計(jì)意圖：引出愛(ài)因斯坦的相對(duì)論， 并且有助于落實(shí)本課重點(diǎn)-----愛(ài)因斯坦的相對(duì)論。 第七、分為導(dǎo)課、新授、知識(shí)小結(jié)、板書、知識(shí)導(dǎo)練、課后作業(yè)六部分組成。 二、探索科學(xué)的奧秘 1、晴空上漂浮著兩朵烏云 問(wèn)題導(dǎo)學(xué)：有人說(shuō)，19世紀(jì)，經(jīng)典物理學(xué)的權(quán)威與危機(jī)并存，你知道表現(xiàn)在哪些方面嗎？ 分解問(wèn)題一：展示材料，并思考這段材料說(shuō)明了什么？ 材料：當(dāng)?shù)聡?guó)著名的物理學(xué)家普朗克年輕時(shí)向他的老師求教，是選擇音樂(lè)還是物理學(xué)作為自己終身的職業(yè)時(shí)，得到的答復(fù)是：“物理學(xué)基本是一門已經(jīng)完成了的科學(xué)，因此，對(duì)于物理學(xué)的研究實(shí)際上是不會(huì)有多大成果的。” 參考：當(dāng)時(shí)許多物理學(xué)家認(rèn)為：物理學(xué)的大廈已經(jīng)落成，人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)已經(jīng)到了盡頭?？梢?jiàn)，人們對(duì)于牛頓力學(xué)的權(quán)威是多么的崇拜。 分解問(wèn)題二：根據(jù)事物發(fā)展的規(guī)律和過(guò)程，會(huì)有終極的的理論和真理嗎？到了19世紀(jì)末期，經(jīng)典物理學(xué)的發(fā)展又出現(xiàn)了什么問(wèn)題？請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合課本內(nèi)容思考作答。 參考答案：顯然不會(huì)。到19世紀(jì)末，經(jīng)典物理學(xué)對(duì)宏觀和微觀兩個(gè)方面出現(xiàn)的一系列新問(wèn)題已無(wú)法作出解釋，經(jīng)典物理學(xué)出現(xiàn)了危機(jī)，科學(xué)家們把經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)形象的比喻為“晴空上漂浮著兩朵烏云”，一朵烏云與光的速度有關(guān)，一朵與黑體輻射有關(guān)。驅(qū)散兩朵烏云 需要兩股力量，是哪兩股呢？ 設(shè)計(jì)意圖：認(rèn)識(shí)科學(xué)革命到來(lái)的背景，并讓學(xué)生明白危機(jī)中孕育革命，明白科學(xué)無(wú)邊界、無(wú)止境。 2、烏云散去——探索科學(xué)的奧秘 問(wèn)題探究一：愛(ài)因斯坦的相對(duì)論 教師：你知道愛(ài)因斯坦的相對(duì)論包括哪些內(nèi)容嗎？ 提示：狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論。相對(duì)論的兩個(gè)基本原理：相對(duì)性原理和光速不變?cè)怼? 教師：你能否用簡(jiǎn)練的語(yǔ)言或大家熟悉的例子談一下你的理解呢？ 提示：運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)，時(shí)間、空間也會(huì)變化。時(shí)間、空間、運(yùn)動(dòng)、質(zhì)量是相對(duì)的，可以相互轉(zhuǎn)化。較典型的現(xiàn)象是運(yùn)動(dòng)的物體長(zhǎng)度變短（尺縮效應(yīng)）、運(yùn)動(dòng)的鐘比靜止的鐘走得慢（鐘慢效應(yīng)）、運(yùn)動(dòng)的物體重量變大。光速不變?cè)韯t認(rèn)為光的傳播速度在任何條件下都是不變的。 教師：愛(ài)因斯坦的理論確實(shí)很深?yuàn)W。愛(ài)因斯坦又是怎樣做通俗說(shuō)明的呢？ 展示材料： 為了理解這一深?yuàn)W的理論，愛(ài)因斯坦曾經(jīng)風(fēng)趣地對(duì)一名男青年說(shuō)：“我打個(gè)比方，比如你屁股坐在火爐上烤和坐在公園柳蔭下與女士談情說(shuō)愛(ài)，那么，同樣的時(shí)間你覺(jué)得哪一個(gè)更長(zhǎng)？”男青年說(shuō)：“當(dāng)然坐在火爐上烤的時(shí)間覺(jué)得長(zhǎng)久?！? 提示：這故事形象說(shuō)明了時(shí)間和空間相對(duì)性。 設(shè)計(jì)意圖：復(fù)雜的道理簡(jiǎn)單化。用風(fēng)趣的故事代替大道理，通俗易懂。 教師：愛(ài)因斯坦的相對(duì)論能否為當(dāng)時(shí)的科學(xué)家接受？這說(shuō)明了什么？可以給我們什么啟發(fā)? 展示資料：1921年愛(ài)因斯坦獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，當(dāng)時(shí)不少德國(guó)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者威脅說(shuō)，如果給相對(duì)論授獎(jiǎng)，他們就要退回已獲得的獎(jiǎng)?wù)?，結(jié)果評(píng)選委員會(huì)只好讓愛(ài)因斯坦作為光電效應(yīng)理論的建立者得獎(jiǎng)，相對(duì)論始終沒(méi)有獲得諾貝爾獎(jiǎng)。 參考答案：由于相對(duì)論的觀點(diǎn)與人們的日常經(jīng)驗(yàn)不太一致，甚至有著尖銳的沖突，相對(duì)論從一開(kāi)始就受到包括一些科學(xué)家在內(nèi)的很多人的反對(duì)，但相對(duì)論在物理學(xué)上是非常合理且為實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。這就告訴我們常識(shí)盡管在我們的生活中起著重要的作用，但不一定是正確的，即使生活中習(xí)以為常、看起來(lái)無(wú)懈可擊的規(guī)律都有可能是不科學(xué)的，而這種對(duì)常識(shí)的根深蒂固的認(rèn)識(shí)往往成為我們尋找真理和本質(zhì)的障礙。對(duì)此我們要辯證地、一分為二地看待問(wèn)題，這也讓我們更加體會(huì)到科學(xué)探索道路上的種種艱辛，它也提醒人們甚至要敢于懷疑常識(shí)，勇于創(chuàng)新。 設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生明白常識(shí)對(duì)人們認(rèn)識(shí)真理具有迷惑性，真理的發(fā)現(xiàn)過(guò)程是曲折的。 教師：一朵烏云驅(qū)散了，另一朵烏云也將遠(yuǎn)去。 問(wèn)題探究二：量子理論 教師：相對(duì)論基本是愛(ài)因斯坦憑一人之力創(chuàng)立的，而量子理論的發(fā)展則凝聚了很多科學(xué)家的聰明才智。請(qǐng)列舉為量子理論的提出和發(fā)展做出過(guò)貢獻(xiàn)的科學(xué)家和成就。 參考：普朗克—量子假說(shuō) 愛(ài)因斯坦—光的量子理論 玻爾—原子的量子理論 教師：1900年，為了解決熱輻射理論上的疑點(diǎn)，普朗克首先提出了量子假說(shuō)，認(rèn)為輻射象物質(zhì)一樣，是由（具有能量的基本單位量子）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)假說(shuō)宣告了量子理論的誕生。繼普朗克的量子假說(shuō)之后，量子理論又得到了發(fā)展，愛(ài)因斯坦提出了光的量子理論，丹麥物理學(xué)家玻爾提出了原子的量子理論。量子理論的誕生標(biāo)志著人類對(duì)客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí)開(kāi)始從宏觀世界深入到了微觀世界。而在量子理論發(fā)展的基礎(chǔ)上，一門新的物理學(xué)分支——量子力學(xué)也建立起來(lái)了。 教師：同學(xué)們知道什么叫量子力學(xué)嗎？ 生：（略） 教師：量子力學(xué)是描述微觀世界結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)與變化規(guī)律的物理科學(xué)。它對(duì)多個(gè)科學(xué)領(lǐng)域都產(chǎn)生了重大影響。 烏云散去，讓我們來(lái)感受藍(lán)天白云的美好吧。 三、天地?zé)o限寬 問(wèn)題導(dǎo)學(xué)：偉大理論的誕生必定會(huì)產(chǎn)生不可估量的影響，你知道科學(xué)將會(huì)怎樣改變世界嗎？ 請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合材料和課本的相關(guān)內(nèi)容完成下列表格。 材料1 20世紀(jì)愛(ài)因斯坦的相對(duì)論解釋了時(shí)間和空間與物質(zhì)分布、運(yùn)動(dòng)之間的辯證關(guān) 系，提出了新的宇宙觀，同時(shí)使得現(xiàn)代物理學(xué)和天文學(xué)如此結(jié)合而產(chǎn)生了天體物理學(xué)，為人類研究和探索宇宙提供了新的更廣泛的途徑。 材料2 今天，我們的現(xiàn)代文明，從電腦，電視，手機(jī)到核能，航天，生物技術(shù)，幾乎 沒(méi)有哪個(gè)領(lǐng)域不依賴于量子論。量子力學(xué)和狹義相對(duì)論結(jié)合形成原子核物理學(xué)，指導(dǎo)制造原子彈、氫彈和建立核電站。量子力學(xué)還為電子技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和激光技術(shù)等奠定了理論基礎(chǔ)。 提示：注意分析問(wèn)題的角度。建議從物理學(xué)等領(lǐng)域和對(duì)人的認(rèn)識(shí)角度分析。 影 響 相 對(duì) 論 量 子 理 論 相對(duì)論與量子理論的共同影響 對(duì)物理等學(xué)科領(lǐng)域的影響 對(duì)人的認(rèn)識(shí)和思維方式的影響 設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生從材料中獲取信息的能力和歸納能力。 四、超越夢(mèng)想 情景設(shè)計(jì)：播放《魔幻手機(jī)》有關(guān)穿越時(shí)光隧道的視頻。 教師：大型電視連續(xù)劇《魔幻手機(jī)》想必大家都不陌生，里面有著大量的穿越時(shí)光道 的畫面，而這種穿越時(shí)光隧道的夢(mèng)想近年來(lái)已經(jīng)越來(lái)越多地出現(xiàn)在電視與電影里。你知道嗎， 這種穿越時(shí)空的夢(mèng)想早在20世紀(jì)初期愛(ài)因斯坦就已經(jīng)提出來(lái)了，這是科學(xué)家的夢(mèng)想。那生 活在科技如此發(fā)達(dá)的今天的我們又有著怎樣的夢(mèng)想呢？要想實(shí)現(xiàn)自己的夢(mèng)想，需要具備哪些 優(yōu)秀的品質(zhì)？ 展示材料： 蘋果為什么垂直落地？為什么不向旁邊，不向上而總是向著地面落下呢？我想這 一定是地球吸引它的緣故。蘋果、月亮不都是一樣嗎？月球圍繞地球轉(zhuǎn)，無(wú)疑是地球吸引力 像一條看不見(jiàn)的繩索，在拉著月球。如果真是如此，地球以及其他一切行星也肯定都被吸引 著。那么，能否認(rèn)為這種吸引力是作用于任何兩個(gè)物體的物質(zhì)的普遍性呢？ ——牛頓的主治醫(yī)生斯庫(kù)力的日記 有一次，一個(gè)美國(guó)記者問(wèn)愛(ài)因斯坦關(guān)于他成功的秘決。他回答：“早在1901年，我是 十二歲的青年時(shí)，我已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了成功的公式。我可以把這公式的秘密告訴你，那就A=X+Y+Z! A就是成功，X就是努力工作，Y是懂得休息，Z是少說(shuō)廢話！這公式對(duì)我有用，我想對(duì)許多 人也是一樣有用?！币粋€(gè)人對(duì)社會(huì)的價(jià)值首先取決于他的感情、思想和行動(dòng)對(duì)增進(jìn)人類利有 多大作用。 ——愛(ài)因斯坦 廣島、長(zhǎng)崎投下原子彈，殺傷許多平民時(shí)他感到非常痛心。他后來(lái)寫了一封告美國(guó)公民書，說(shuō)：“我們將此種巨大力量解放的科學(xué)家們，對(duì)于一切事物都要優(yōu)先負(fù)起責(zé)任，必須限制原子能絕對(duì)不能使用來(lái)殺害全人類，而是用來(lái)增進(jìn)人類的幸福方面。”1955年，愛(ài)因斯坦 與羅素聯(lián)名發(fā)表了反對(duì)核戰(zhàn)爭(zhēng)和呼吁世界和平的《羅素—愛(ài)因斯坦宣言》。 小組討論，學(xué)生代表發(fā)言。（略） 教師總結(jié)：勤奮、謙虛、好學(xué)、善于思考、樂(lè)于求證、專注、關(guān)心人類、有社會(huì)責(zé)任感 【課堂小結(jié)】引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)本課內(nèi)容，構(gòu)建知識(shí)體系 【板書設(shè)計(jì)】 一 、走近偉人 牛 頓 微積分與經(jīng)典物理學(xué)（著名的力學(xué)三定律和萬(wàn)有引力定律），經(jīng)典物理學(xué) 是其最輝煌的成就。 愛(ài)因斯坦 相對(duì)論與光的量子理論，相對(duì)論是其最突出的成就。 普 朗 克 量子理論。 二、探索科學(xué)的奧秘 1、晴空上漂浮著兩朵烏云” 三、天地?zé)o限寬 影響 相對(duì)論 量子理論 相對(duì)論與量子理論的共同影響 對(duì)物理等學(xué)科領(lǐng)域的影響 對(duì)人的認(rèn)識(shí)和思維方式的影響 【教學(xué)反思】 1、恰當(dāng)而新穎的情景設(shè)置能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，開(kāi)闊學(xué)生的思維。 2、發(fā)揮學(xué)生的主體地位，使之自主探究與合作學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)和能力不斷提高。 3、采用學(xué)生自主、合作、探究這種開(kāi)放的學(xué)習(xí)方式，對(duì)教師的知識(shí)水平、組織才能、調(diào)控機(jī)智等多方面提出了更高的要求。作為一名高中教師，需要不斷地學(xué)習(xí)、思考、實(shí)踐，從而提高自身的教學(xué)綜合素質(zhì)。